Book Description: Cryptography and Embedded Systems Security Author: Xiaolu Hou, Jakub Breier 2024 516 Springer Summary: This textbook provides an all-in-one approach for learning about hardware security of cryptographic systems, giving the necessary background on mathematics that is used for the construction of symmetric and public-key cryptosystems. It introduces the most commonly used encryption algorithms that can be found on a wide variety of embedded devices to provide confidentiality, integrity, and authenticity of messages/data. Additionally, it provides theoretical and practical details on the two most common attack methods in hardware security - side-channel attacks and fault injection attacks, along with the protection methods used against both. Chapter 1: Mathematical Background In order to study attacks on cryptographic algorithms, we need to first understand the computations that are carried out in each step of those algorithms. To achieve this, we need knowledge of certain math concepts. This chapter introduces the necessary mathematical background for the rest of the book, including abstract algebra, linear algebra, coding theory, and probability theory. Chapter 2: Symmetric Cryptography Symmetric cryptography is based on the use of the same key for both encryption and decryption. This chapter covers the basic principles of symmetric cryptography, including the Advanced Encryption Standard (AES) and the Data Encryption Standard (DES). We will also discuss the modular exponentiation algorithm and the RSA algorithm, which is widely used in public-key cryptography.

Криптография и безопасность встраиваемых систем Автор: Сяолу Хоу (Xiaolu Hou), Якуб Брейер (Jakub Breier) 2024 516 Резюме Springer: В этом учебнике представлен комплексный подход к изучению аппаратной безопасности криптографических систем, дающий необходимый фон по математике, который используется для построения симметричных криптосистем и криптосистем с открытым ключом. В нем представлены наиболее часто используемые алгоритмы шифрования, которые можно найти на самых разных встроенных устройствах для обеспечения конфиденциальности, целостности и подлинности сообщений/данных. Кроме того, он предоставляет теоретические и практические подробности о двух наиболее распространенных методах атак в аппаратной безопасности - атаках по сторонним каналам и атаках с внедрением ошибок, а также о методах защиты, используемых против обоих. Глава 1: Математические предпосылки Чтобы изучить атаки на криптографические алгоритмы, нам нужно сначала понять вычисления, которые выполняются на каждом шаге этих алгоритмов. Чтобы этого добиться, нам нужно знание определенных математических понятий. Эта глава вводит необходимые математические предпосылки для остальной части книги, включая абстрактную алгебру, линейную алгебру, теорию кодирования и теорию вероятностей. Глава 2: Симметричная криптография Симметричная криптография основана на использовании одного и того же ключа как для шифрования, так и для дешифрования. В этой главе рассматриваются основные принципы симметричной криптографии, включая Advanced Encryption Standard (AES) и Data Encryption Standard (DES). Мы также обсудим алгоритм модульного возведения в степень и алгоритм RSA, который широко используется в криптографии с открытым ключом.

Cryptographie et sécurité des systèmes embarqués Auteur : Xiaolu Hou, Jakub Breier 2024 516 Résumé Springer : Ce tutoriel présente une approche intégrée de l'étude de la sécurité matérielle des systèmes cryptographiques, qui fournit le fond nécessaire sur les mathématiques, qui est utilisé pour construire des systèmes de cryptographie symétrique et les cryptosystèmes à clé publique. Il présente les algorithmes de cryptage les plus couramment utilisés, qui peuvent être trouvés sur une grande variété d'appareils intégrés pour garantir la confidentialité, l'intégrité et l'authenticité des messages/données. En outre, il fournit des détails théoriques et pratiques sur les deux méthodes d'attaque les plus courantes dans la sécurité matérielle - les attaques par des canaux tiers et les attaques par erreur, ainsi que sur les méthodes de protection utilisées contre les deux. Chapitre 1 : Prérequis mathématiques Pour étudier les attaques contre les algorithmes cryptographiques, nous devons d'abord comprendre les calculs qui sont effectués à chaque étape de ces algorithmes. Pour y parvenir, nous avons besoin de la connaissance de certains concepts mathématiques. Ce chapitre présente les conditions mathématiques nécessaires pour le reste du livre, y compris l'algèbre abstraite, l'algèbre linéaire, la théorie du codage et la théorie des probabilités. Chapitre 2 : Cryptographie symétrique La cryptographie symétrique est basée sur l'utilisation de la même clé pour le chiffrement et le déchiffrement. Ce chapitre traite des principes de base de la cryptographie symétrique, y compris la norme de chiffrement avancée (AES) et la norme de chiffrement des données (DES). Nous discuterons également de l'algorithme de construction modulaire au degré et de l'algorithme RSA, qui est largement utilisé dans la cryptographie à clé publique.

Criptografía y seguridad de los sistemas embebidos Autor: Xiaolu Hou, Jakub Breier 2024 516 Resumen Springer: Este tutorial presenta un enfoque integral para el estudio de la seguridad del hardware de los sistemas criptográficos, dando los antecedentes necesarios según las matemáticas, que se utiliza para construir criptocistemas simétricos y criptocistemas de clave pública. Presenta los algoritmos de cifrado más utilizados, que se pueden encontrar en una amplia variedad de dispositivos integrados para garantizar la privacidad, integridad y autenticidad de los mensajes/datos. Además, proporciona detalles teóricos y prácticos sobre los dos métodos de ataque más comunes en la seguridad del hardware: ataques a través de canales de terceros y ataques con introducción de errores, así como sobre los métodos de protección utilizados contra ambos. Capítulo 1: Premisas matemáticas Para estudiar los ataques a algoritmos criptográficos, primero necesitamos entender los cálculos que se realizan en cada paso de estos algoritmos. Para lograrlo, necesitamos conocer ciertos conceptos matemáticos. Este capítulo introduce las premisas matemáticas necesarias para el resto del libro, incluyendo álgebra abstracta, álgebra lineal, teoría de codificación y teoría de probabilidades. Capítulo 2: Criptografía simétrica La criptografía simétrica se basa en el uso de la misma clave tanto para cifrado como para descifrado. Este capítulo examina los principios básicos de la criptografía simétrica, incluyendo el Estándar de Cifrado Avanzado (AES) y el Estándar de Cifrado de Datos (DES). También discutiremos el algoritmo de elevación modular a grado y el algoritmo RSA, que es ampliamente utilizado en criptografía de clave pública.

Crittografia e sicurezza dei sistemi integrati Autore: Xiaolu Haw, Jakub Breier 2024 516 Curriculum Springer: Questo manuale fornisce un approccio completo alla sicurezza hardware dei sistemi crittografici, che fornisce lo sfondo necessario per la matematica, utilizzato per creare simmetrici cryptosistema e cryptosistema a chiave pubblica. Include gli algoritmi di crittografia più utilizzati che possono essere trovati su una vasta gamma di dispositivi integrati per garantire la privacy, l'integrità e l'autenticità dei messaggi/dati. Fornisce inoltre dettagli teorici e pratici sui due metodi di attacco più comuni nella sicurezza hardware: gli attacchi di terze parti e gli attacchi con l'implementazione di errori e i metodi di protezione utilizzati contro entrambi. Capitolo 1: I presupposti matematici Per studiare gli attacchi agli algoritmi crittografici, dobbiamo prima capire i calcoli che vengono eseguiti su ogni passo di questi algoritmi. Per riuscirci, dobbiamo conoscere certi concetti matematici. Questo capitolo introduce i presupposti matematici necessari per il resto del libro, tra cui l'algebra astratta, l'algebra lineare, la teoria della codifica e la teoria delle probabilità. Capitolo 2: Crittografia simmetrica La crittografia simmetrica si basa sulla stessa chiave sia per la crittografia che per la decrittografia. Questo capitolo descrive i principi fondamentali della crittografia simmetrica, tra cui l'Advanced Encryption Standard (AES) e il Data Encryption Standard (DES). Discuteremo anche l'algoritmo di costruzione modulare in grado e l'algoritmo RSA, ampiamente utilizzato nella crittografia a chiave pubblica.

Kryptographie und cherheit eingebetteter Systeme Autor: Xiaolu Hou, Jakub Breier 2024 516 Springer Zusammenfassung: Dieses Tutorial stellt einen umfassenden Ansatz zur Untersuchung der Hardware-cherheit von kryptographischen Systemen vor, der den notwendigen Hintergrund in Mathematik bietet, der verwendet wird, um symmetrische Kryptosysteme und Kryptosysteme mit einem offenen Schlüssel. Es enthält die am häufigsten verwendeten Verschlüsselungsalgorithmen, die auf einer Vielzahl von eingebetteten Geräten zu finden sind, um die Vertraulichkeit, Integrität und Authentizität von Nachrichten/Daten zu gewährleisten. Darüber hinaus bietet es theoretische und praktische Details über die beiden häufigsten Angriffsmethoden in der Hardware-cherheit - Angriffe über Drittanbieter-Kanäle und Fehlerinjektionsangriffe sowie über die gegen beide verwendeten Abwehrmethoden. Kapitel 1: Mathematische Voraussetzungen Um Angriffe auf kryptographische Algorithmen zu untersuchen, müssen wir zunächst die Berechnungen verstehen, die bei jedem Schritt dieser Algorithmen durchgeführt werden. Um dies zu erreichen, benötigen wir Kenntnisse bestimmter mathematischer Konzepte. Dieses Kapitel stellt die notwendigen mathematischen Voraussetzungen für den Rest des Buches vor, einschließlich abstrakter Algebra, linearer Algebra, Codierungstheorie und Wahrscheinlichkeitstheorie. Kapitel 2: Symmetrische Kryptographie Symmetrische Kryptographie basiert auf der Verwendung des gleichen Schlüssels für Verschlüsselung und Entschlüsselung. Dieses Kapitel behandelt die Grundprinzipien der symmetrischen Kryptographie, einschließlich des Advanced Encryption Standard (AES) und des Data Encryption Standard (DES). Wir werden auch den modularen Potenzierungsalgorithmus und den RSA-Algorithmus diskutieren, der in der Public-Key-Kryptographie weit verbreitet ist.

קריפטוגרפיה ומחברת אבטחה משובצת: Xiaolu Hu, Jakub Breier 2024 516 Springer Summary: ספר לימוד זה מציג גישה משולבת לחקר אבטחת החומרה של מערכות קריפטוגרפיות, המעניקה את הרקע הדרוש במתמטיקה, המשמשת לבניית מערכות הצפנה סימטריות ופתוחות מפתח קריפטוזיסטמס. הוא מציג את אלגוריתמי ההצפנה הנפוצים ביותר שניתן למצוא במגוון רחב של התקנים משובצים כדי להבטיח סודיות, שלמות ואותנטיות של הודעות/נתונים. בנוסף, הוא מספק פרטים תיאורטיים ומעשיים על שתי שיטות התקפת אבטחת החומרה הנפוצות ביותר - התקפות ערוץ צד שלישי והתקפות הזרקת באגים, כמו גם שיטות ההגנה ששימשו נגד שניהם. פרק 1: תנאי מוקדם מתמטי לחקר התקפות על אלגוריתמים קריפטוגרפיים, אנחנו צריכים קודם כל להבין את החישובים שמבוצעים בכל שלב של אלגוריתמים אלה. כדי להשיג זאת, אנו זקוקים לידע על מושגים מתמטיים מסוימים. פרק זה מציג את התנאים המוקדמים המתמטיים הדרושים להמשך הספר, כולל אלגברה מופשטת, אלגברה לינארית, תורת הקידוד ותורת ההסתברות. פרק 2: קריפטוגרפיה סימטרית מבוססת על שימוש באותו מפתח גם להצפנה וגם לפענוח. פרק זה דן בעקרונות הבסיסיים של קריפטוגרפיה סימטרית, כולל תקן הצפנה מתקדם (AES) וסטנדרט הצפנת נתונים (DES). נדון גם באלגוריתם האקספוננציאציה המודולרית ובאלגוריתם RSA, שנעשה בו שימוש נרחב בהצפנת מפתח ציבורי.''

Kriptografi ve Gömülü Güvenlik Yazar: Xiaolu Hou, Jakub Breier 2024 516 Springer Özet: Bu ders kitabı, simetrik kriptosistemler oluşturmak ve kriptosistem anahtarını açmak için kullanılan matematikte gerekli arka planı sağlayarak kriptografik sistemlerin donanım güvenliğini incelemek için entegre bir yaklaşım sunmaktadır. Mesajların/verilerin gizliliğini, bütünlüğünü ve gerçekliğini sağlamak için çok çeşitli gömülü cihazlarda bulunabilen en yaygın kullanılan şifreleme algoritmalarını sunar. Ek olarak, en yaygın iki donanım güvenlik saldırısı yöntemi - üçüncü taraf kanal saldırıları ve hata enjeksiyon saldırıları ile her ikisine karşı kullanılan savunma yöntemleri hakkında teorik ve pratik ayrıntılar sağlar. Bölüm 1: Matematiksel önkoşullar Kriptografik algoritmalara yapılan saldırıları incelemek için öncelikle bu algoritmaların her adımında gerçekleştirilen hesaplamaları anlamamız gerekir. Bunu başarmak için, bazı matematiksel kavramların bilgisine ihtiyacımız var. Bu bölüm, soyut cebir, doğrusal cebir, kodlama teorisi ve olasılık teorisi de dahil olmak üzere kitabın geri kalanı için gerekli matematiksel önkoşulları sunar. Bölüm 2: metrik Kriptografi metrik kriptografi, hem şifreleme hem de şifre çözme için aynı anahtarı kullanmaya dayanır. Bu bölümde, Gelişmiş Şifreleme Standardı (AES) ve Veri Şifreleme Standardı (DES) dahil olmak üzere simetrik kriptografinin temel ilkeleri tartışılmaktadır. Ayrıca modüler üslenme algoritmasını ve açık anahtar kriptografisinde yaygın olarak kullanılan RSA algoritmasını tartışacağız.

التشفير والأمن المضمّن المؤلف: Xiaolu Hou، Jakub Breier 2024 516 Springer Summary: يقدم هذا الكتاب المدرسي نهجًا متكاملاً لدراسة أمن الأجهزة لأنظمة التشفير، مما يعطي الخلفية اللازمة في الرياضيات، والتي تُستخدم لبناء متماثل أنظمة التشفير ومفتاح أنظمة التشفير المفتوحة. يقدم خوارزميات التشفير الأكثر استخدامًا والتي يمكن العثور عليها على مجموعة متنوعة من الأجهزة المضمنة لضمان سرية الرسائل/البيانات ونزاهتها وأصالتها. بالإضافة إلى ذلك، فإنه يقدم تفاصيل نظرية وعملية حول طريقتي الهجوم الأمني الأكثر شيوعًا للأجهزة - هجمات قنوات الطرف الثالث وهجمات حقن الأخطاء، بالإضافة إلى طرق الدفاع المستخدمة ضد كليهما. الفصل 1: المتطلبات الرياضية المسبقة لدراسة الهجمات على خوارزميات التشفير، نحتاج أولاً إلى فهم الحسابات التي يتم إجراؤها في كل خطوة من هذه الخوارزميات. لتحقيق ذلك، نحتاج إلى معرفة مفاهيم رياضية معينة. يقدم هذا الفصل المتطلبات الرياضية الضرورية لبقية الكتاب، بما في ذلك الجبر التجريدي والجبر الخطي ونظرية الترميز ونظرية الاحتمالات. الفصل 2: التشفير المتماثل يعتمد التشفير المتماثل على استخدام نفس المفتاح لكل من التشفير وفك التشفير. يناقش هذا الفصل المبادئ الأساسية للتشفير المتماثل، بما في ذلك معيار التشفير المتقدم (AES) ومعيار تشفير البيانات (DES). سنناقش أيضًا خوارزمية الأس المعياري وخوارزمية RSA، والتي تستخدم على نطاق واسع في التشفير بالمفتاح العام.

암호화 및 임베디드 보안 저자: Xiaolu Hou, Jakub Breier 2024 516 Springer 요약: 이 교과서는 암호화 시스템의 하드웨어 보안을 연구하는 통합 접근 방식을 제공하여 수학에 필요한 배경을 제공합니다. 열쇠. 메시지/데이터의 기밀성, 무결성 및 진위성을 보장하기 위해 다양한 임베디드 장치에서 찾을 수있는 가장 일반적으로 사용되는 암호화 알고리즘을 제공합니다. 또한 가장 일반적인 두 가지 하드웨어 보안 공격 방법 인 타사 채널 공격 및 버그 주입 공격과 두 가지 방어 방법에 대한 이론적이고 실용적인 세부 정보를 제공합니다. 1 장: 수학적 전제 조건으로 암호화 알고리즘에 대한 공격을 연구하려면 먼저 이러한 알고리즘의 각 단계에서 수행되는 계산을 이해해야합니다. 이를 달성하려면 특정 수학적 개념에 대한 지식이 필요합니다. 이 장에서는 추상 대수, 선형 대수, 코딩 이론 및 확률 이론을 포함하여 나머지 책에 필요한 수학적 전제 조건을 소개합니다. 2 장: 대칭 암호화 대칭 암호화는 암호화 및 암호 해독에 동일한 키를 사용하는 것을 기반으로합니다. 이 장에서는 AES (Advanced Encryption Standard) 및 DES (Data Encryption Standard) 를 포함한 대칭 암호화의 기본 원리에 대해 설명합니다. 또한 공개 키 암호화에 널리 사용되는 모듈 식 지수 알고리즘과 SA 알고리즘에 대해서도 논의 할 것입니다.

Cryptography and Embedded Security Author： Xiaolu Hou、 Jakub Breier 2024 516 Springer要約：この教科書は、暗号システムのハードウェアセキュリティを研究する統合されたアプローチを提示しますcryptosystemsとopen cryptosystems key。これは、メッセージ/データの機密性、完全性、および信頼性を確保するために、さまざまな組み込みデバイスで見つけることができる最も一般的に使用される暗号化アルゴリズムを提示します。さらに、サードパーティのチャネル攻撃とバグインジェクション攻撃の2つの最も一般的なハードウェアセキュリティ攻撃方法、および両方に対して使用される防御方法の理論的および実用的な詳細を提供します。第1章：数学的前提条件暗号アルゴリズムに対する攻撃を研究するためには、まず、これらのアルゴリズムの各ステップで実行される計算を理解する必要があります。そのためには、ある数学的概念の知識が必要です。本章では、抽象代数学、線形代数学、符号化理論、確率論など、本書の残りの部分に必要な数学的前提条件を紹介する。第2章：対称暗号対称暗号は、暗号と復号の両方に同じキーを使用することに基づいています。この章では、Advanced Encryption Standard （AES）やData Encryption Standard （DES）を含む対称暗号の基本原則について説明します。公開鍵暗号で広く使用されているモジュラー指数アルゴリズムとRSAアルゴリズムについても説明します。

密碼學與嵌入式系統安全作者：Xiaolu Hou、Jakub Breyer 2024 516 Springer摘要：本教科書提出了一種研究加密系統硬件安全的綜合方法，為建立對稱密碼系統和加密系統提供了必要的數學背景，用於構建對稱密碼系統和加密系統公鑰。它具有最常用的加密算法，可以在各種內置設備上找到，以確保消息/數據的隱私，完整性和真實性。此外，它還提供了有關硬件安全中最常見的兩種攻擊方法的理論和實踐細節-通過第三方渠道進行攻擊和引入錯誤的攻擊，以及針對兩者使用的防禦方法。第1章：數學前提為了研究對密碼算法的攻擊,我們需要首先了解在這些算法的每個步驟中執行的計算。為了實現這一目標，我們需要了解某些數學概念。本章介紹了本書其余部分所需的數學前提，包括抽象代數，線性代數，編碼理論和概率論。第2章對稱密碼學對稱密碼學基於使用相同的密鑰進行加密和解密。本章討論了對稱密碼學的基本原理，包括高級加密標準（AES）和數據加密標準（DES）。我們還將討論模塊化程度提升算法和RSA算法，該算法廣泛用於公鑰密碼學。